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嵌入式系統的發展史
2015-07-16 15:00:29 新聞來源:黃瓜視頻APP在線下載:深圳市澤創偉業科技有限公司
嵌入式系(xi)(xi)統最初的(de)應用(yong)是基于單片機的(de),大多以可編(bian)程(cheng)控(kong)制器(qi)的(de)形(xing)式出現,具有監測、伺服、設(she)備(bei)(bei)指示等功(gong)能,通常(chang)應用(yong)于各類工(gong)業控(kong)制和飛機、導彈(dan)等武器(qi)裝(zhuang)備(bei)(bei)中,一般沒(mei)有操作(zuo)系(xi)(xi)統的(de)支持,只(zhi)能通過匯編(bian)語言對系(xi)(xi)統進行(xing)直接控(kong)制,運行(xing)結束后再(zai)清除內(nei)存。這(zhe)些裝(zhuang)置雖然已(yi)經初步具備(bei)(bei)了嵌入式的(de)應用(yong)特點,但僅僅只(zhi)是使用(yong)8位的(de)CPU芯片來執行(xing)一些單線(xian)程(cheng)的(de)程(cheng)序,因此嚴格地說還談不上"系(xi)(xi)統"的(de)概念。
這一(yi)階段嵌入(ru)式系統的(de)主要(yao)特(te)點(dian)是:系統結構和功能(neng)相對單一(yi),處(chu)理效率較低(di),存儲(chu)容(rong)量較小,幾乎(hu)沒有用(yong)(yong)戶接口。由于這種(zhong)嵌入(ru)式系統使用(yong)(yong)簡(jian)便(bian)、價格(ge)低(di)廉,因而曾經(jing)在(zai)工(gong)業(ye)控制(zhi)領域中(zhong)得(de)到(dao)了非常廣(guang)泛的(de)應用(yong)(yong),但卻無法滿足現今對執(zhi)行效率、存儲(chu)容(rong)量都有較高(gao)要(yao)求的(de)信息(xi)家電(dian)等場合的(de)需要(yao)。
簡(jian)單操作系統階段
20世紀80年代,隨著(zhu)微電(dian)子工藝水(shui)平的(de)(de)提(ti)高(gao),IC制造商開(kai)(kai)始(shi)把(ba)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)應(ying)用中(zhong)所需(xu)要(yao)的(de)(de)微處理器、I/O接(jie)口(kou)、串行接(jie)口(kou)以及RAM、ROM等部件統(tong)統(tong)集成到一(yi)(yi)片(pian)VLSI中(zhong),制造出面(mian)向I/O設計的(de)(de)微控制器,并一(yi)(yi)舉成為嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)統(tong)領域中(zhong)異軍突起的(de)(de)新秀(xiu)。與此同時(shi),嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)系(xi)統(tong)的(de)(de)程序員(yuan)也開(kai)(kai)始(shi)基于一(yi)(yi)些簡單的(de)(de)"操(cao)作系(xi)統(tong)"開(kai)(kai)發(fa)嵌(qian)入(ru)(ru)式(shi)應(ying)用軟件,大大縮短了(le)開(kai)(kai)發(fa)周期、提(ti)高(gao)了(le)開(kai)(kai)發(fa)效率。
這(zhe)一(yi)階段嵌入(ru)式(shi)系(xi)統的(de)(de)主要(yao)特點是:出現(xian)了(le)大量高(gao)可(ke)靠、低功耗的(de)(de)嵌入(ru)式(shi)CPU(如Power PC等),各種簡單(dan)的(de)(de)嵌入(ru)式(shi)操(cao)作系(xi)統開(kai)始出現(xian)并得到迅速發展(zhan)。此時的(de)(de)嵌入(ru)式(shi)操(cao)作系(xi)統雖然還比較簡單(dan),但已(yi)經(jing)初步具有了(le)一(yi)定的(de)(de)兼容性和擴(kuo)展(zhan)性,內核精巧且效率高(gao),主要(yao)用來控制系(xi)統負載(zai)以及監控應用程序的(de)(de)運行。
實時操作系統階(jie)段
20世(shi)紀90年代,在分布控制、柔性(xing)制造、數字化通信(xin)和信(xin)息家電等巨大(da)需求的牽引下,嵌入(ru)式系(xi)統進一(yi)步飛(fei)速發(fa)展,而(er)面向(xiang)實(shi)時(shi)信(xin)號(hao)處理(li)算法的DSP產品則向(xiang)著(zhu)高(gao)速度、高(gao)精度、低功耗的方向(xiang)發(fa)展。隨(sui)著(zhu)硬件實(shi)時(shi)性(xing)要求的提高(gao),嵌入(ru)式系(xi)統的軟件規(gui)模也不斷擴(kuo)大(da),逐漸形成了實(shi)時(shi)多任務操作系(xi)統(RTOS),并開始成為嵌入(ru)式系(xi)統的主流(liu)。
這一階段(duan)嵌入式系(xi)統的(de)(de)主(zhu)要特點是:操作系(xi)統的(de)(de)實時性得(de)到了(le)很大(da)改(gai)善,已經能夠(gou)運行(xing)在各種不同類型的(de)(de)微處(chu)理(li)器上,具有高度(du)的(de)(de)模塊化和擴展(zhan)性。此時的(de)(de)嵌入式操作系(xi)統已經具備(bei)了(le)文件(jian)和目錄管(guan)理(li)、設備(bei)管(guan)理(li)、多任務、網絡、圖(tu)形用戶(hu)界面(GUI)等功能,并提(ti)供了(le)大(da)量(liang)的(de)(de)應(ying)用程序接(jie)口(kou)(API),從而使(shi)得(de)應(ying)用軟件(jian)的(de)(de)開發變(bian)得(de)更加簡單。
面(mian)向Internet階段
21世紀無疑將是(shi)一(yi)個(ge)網絡(luo)的(de)時代,將嵌入(ru)(ru)式系統應用到各種網絡(luo)環境中(zhong)去的(de)呼聲自然也越來(lai)越高。目前(qian)大(da)多數嵌入(ru)(ru)式系統還孤立于Internet之外,隨著Internet的(de)進一(yi)步發(fa)展,以(yi)及Internet技(ji)術(shu)與(yu)信息家(jia)電(dian)、工業控制技(ji)術(shu)等的(de)結(jie)合日益(yi)緊密(mi),嵌入(ru)(ru)式設備與(yu)Internet的(de)結(jie)合才是(shi)嵌入(ru)(ru)式技(ji)術(shu)的(de)真(zhen)正未來(lai)。
信(xin)息時(shi)代(dai)和數字時(shi)代(dai)的(de)(de)到來,為嵌(qian)(qian)(qian)入式(shi)(shi)(shi)系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)發展帶來了巨(ju)大的(de)(de)機遇,同時(shi)也對嵌(qian)(qian)(qian)入式(shi)(shi)(shi)系統(tong)(tong)(tong)廠(chang)商提(ti)出了新的(de)(de)挑戰。目前,嵌(qian)(qian)(qian)入式(shi)(shi)(shi)技(ji)術與Internet技(ji)術的(de)(de)結合正在(zai)推動著嵌(qian)(qian)(qian)入式(shi)(shi)(shi)技(ji)術的(de)(de)飛速發展,嵌(qian)(qian)(qian)入式(shi)(shi)(shi)系統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)研究和應用(yong)產生(sheng)了如下新的(de)(de)顯著變(bian)化:
新的微處理器層出不窮,嵌入式操作系統自身結構的設計更加便于移植,能夠在短時間內支持更多的微處理器。
嵌入式系統的開發成了一項系統工程,開發廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身,同時還要提供強大的硬件開發工具和軟件支持包。
通用計算機上使用的新技術、新觀念開始逐步移植到嵌入式系統中,如嵌入式數據庫、移動代理、實時CORBA等,嵌入式軟件平臺得到進一步完善。
各類嵌入式Linux操作系統迅速發展,由于具有源代碼開放、系統內核小、執行效率高、網絡結構完整等特點,很適合信息家電等嵌入式系統的需要,目前已經形成了能與Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系統進行有力競爭的局面。
網絡化、信息化的要求隨著Internet技術的成熟和帶寬的提高而日益突出,以往功能單一的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一,結構變得更加復雜,網絡互聯成為必然趨勢。
精簡系(xi)統(tong)內核,優(you)化關鍵(jian)算法,降低功耗和軟硬件成(cheng)本。